碳酸盐平衡是指水中的碳酸化合物之间及其与气相中二氧化碳(CO2)的化学平衡关系。在天然水、一般清水和轻度污染的工业废水、生活污水以至降水中，普遍存在着各种形态的碳酸盐。其来源有大气中的二氧化碳、岩石土壤中碳酸盐和重碳酸盐矿物的溶解，水生动植物的新陈代谢和生物氧化的产物。各种来源的碳酸化合物构成水中碳酸岩的总量约10-3mol/L。水中的碳酸化合物有CO2、H2CO3、HCO3-、和CO32-等化合态。在某些情况下水中CO2可处于对大气呈过饱和状态，与大气中的CO2存在着化学平衡关系。，不同碳酸盐的分布随着pH值而变化。在自然条件下，可视为开放体系趋向平衡的一个微小阶段，故可近似的用封闭体系在短时间内溶液平衡的方法来进行计算。在实际水体系中，经大气溶入的CO2是决定水质pH值的重要因素，并对外来酸碱有一定的缓冲能力，对水中各种反应过程有多方面的作用，含碳酸水的中和过程在用水、废水化学中有十分广泛的用途。